高一物理期末總復習機械能

1、高一物理期末總復習機械能本章考查重點是：一功和功率；二.動能定理；三.機械能守恒定律一功和功率（一）功的計算方法：1利用功的定義|w二FSeos求力所做的功。此式只適用恒力的功。2. 利用功率的公式求功P=W一W=Pt。此式主要用于求在一個功率不變力所做的功。L因f3. 利用動能定理求力所做的功。主要用于解決變力做的功。曲線運動中各力做的功；在連續(xù)的多個過程中，求各外力功的代數(shù)和；解決拋出物體的瞬時做功的問題。利用動能定理將外力的復雜過程，轉(zhuǎn)換為由受力物體的動能變化量來表示，使問題大為簡化。例：如圖1所示，質(zhì)量為m的物體靜止于傾角為9的斜面上，物體與斜面間的摩擦因數(shù)為卩，現(xiàn)在使斜面向右水平勻速

2、移動距離L,則摩擦力對物體做功為（物體與斜面保持相對靜止）A.0分析:B.mgLeos日C.mgLsin日cos2日D.mgLsin日cos日利用|W=FSeos®公式分析問題時，要注意位移必須是相對地面、或靜止、或做勻速運動的參照物。同時要注意摩擦力可做正功，負功或不做功。本題是靜摩擦力做正功的實例?？煞治觯篺靜=mgsine|方向沿斜面向上。物體隨斜面勻速前進L,實質(zhì)是物體在靜摩擦力做用下前進了L,靜摩擦力做正功mgLsinTcosB。即D正確。（二）能正確理解功率的概念功率是表示物體做功快慢的物理量。對功率的計算公式要著重理解。1. 功率卩=臥是定義式，表示了在時間t內(nèi)的平均功

3、率。2. 功率P=Fv的適用條件是F與V方向相同。當F與V有夾角a，應(yīng)表達為P=FVcor，V用瞬時值時，P為瞬時功率；v為平均值時，P為平均功率。該公式常用來計算瞬時功率。發(fā)動機的功率P是指牽引力F做功的功率。從P=Fv中可知，當發(fā)動機的功率一定時牽引力f運動速度成反比。3. 要區(qū)別額定功率（即發(fā)動機在正常工作時允許輸出的最大功率）和輸出功率。當發(fā)動機輸出功率等于額定功率，且物體在勻速運動時，牽引力F與阻力f大小相等，物體將達到最大速度，Vm=P/F=P/f。物體達到的最大速度要受到發(fā)動機額定功率的約束。例：質(zhì)量m=4噸的卡車額定輸出功率P=80馬力，當它從靜止出發(fā)開上坡度為0.05（即每行

4、駛100米，升高5米）的斜坡時，坡路對卡車的摩擦力為車重的0.1倍（取g=10）斜坡足夠長。（1馬力=735瓦）問：(1)卡車能否保持牽引力為8000牛不變而一直在坡路上行駛；(2) 卡車在坡路上行駛時能達到的最大速度多大？這時牽引力多大？(3) 若卡車用4000牛的牽引力以12米/秒的初速度上坡，當卡車到達坡頂時速度為4米/秒，那么卡車在這段路程中的最大功率為多大？平均功率多大？到達坡頂?shù)乃矔r功率多大？由于額定功率的限制，在800牛的牽引力作用下卡車的速度不能超過=7.35米/秒因此卡車在坡路上最多行駛：p80x735v=一=F800022v(7.35)S54a205IeL亠JA2. 應(yīng)用動

5、能定理解題時，研究對象一般指某個物體。解題時首先對研究對象進行受力分析及在力作用下移動的位移，這個位移是以地做參照物的。其次確定該物體的始末態(tài)的動能。從而用各力所做功的代數(shù)和來量度動能的變化量，列出方程。3. 做功的過程是能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程。動能定理表達式中“等號”的意義是一種因果聯(lián)系的數(shù)值上相等的符號，它只意味著功引起物體動能的變化。例圖3所示為一條長軌道，其中AB段是傾角為B的斜面，CD段是水平的BC是與AB和DC都相切的一小段圓弧，其長度可忽略不計。一質(zhì)量為m的小滑塊在A點從靜止狀態(tài)釋放，沿軌道下滑。最后停在D，現(xiàn)用一沿軌道方向的推力推滑塊，使它緩慢地由D點推回A點停下，設(shè)滑塊與軌道間

6、的摩擦因數(shù)為卩，則推力對滑塊做的功等于A.mghB.2mghCJxmg(hC0)D.Pmgs+Pmghctg日分析：物體在A、D兩處靜止，在AB、CD兩段來回運動所受摩擦力大小不變，摩擦力做功相同，故在AD和DA的兩個過程中分別用動能定理求推力做的功最為簡便。AD:mghWf=0DA:W推一Wf-mgh=0可求出W推=2mgh例：一質(zhì)量為M的長木板，靜止在光滑水平面上。一質(zhì)量為m的小滑塊以水平速度vo從長木反的一端開始在木板上滑動，直到離開木板?；瑝K剛離開木1板時的速度為？vo。若把此木板固定在水平桌面上，其它各件都不變，求滑塊離開木板時的速度V。解：因為在利用動能定理解題都是以地做參照物的，

7、所以必須畫個草圖，弄清長木板和木塊都如何運動。如圖4，從圖上可看出木板滑出距離為s，木塊則滑出距離為L+s。設(shè)：木板不固定時，滑塊滑離木板時，木板獲得的速度為則根據(jù)動量守恒規(guī)律可知：1mv0mv0Mv'3v由動能定理：對木板:對滑塊：1fsMv'2由動能定理可知功，故該題只能用機械能守恒定律解。CSAYuaTaAf(L+s)(乞)2丄mv22320fL=(§-4m)mv299M2解得:設(shè)木板固定時，滑塊離開木板時的速度為V1212-fLmvmv0220將fL值代入，可求出v="V0jl+4*通過上題的解答，我們應(yīng)該明確以下幾點:(1) 在應(yīng)用動能定理解題時，

8、位移、速度都必須以地為參照物進行計算；(2) 摩擦力既可做負功，也可以做正功；三.機械能守恒：Eki+Ep=Ek2+Er或Ei=E2=恒量1機械能守恒是對某研究的系統(tǒng)而言。2. 機械能守恒是有條件的：只有系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈力做功，沒有其它力做功3. 應(yīng)用機械能守恒定律解題時，要弄清研究的是哪個物體系，確定研究的過程，選定參考平面，確定零勢能面。一般選物體運動的最低位置做參考平面。4. 應(yīng)用機械能守恒定律解題時，只需分析動能與勢能轉(zhuǎn)化的始末狀態(tài)，不必討論過程。例：如圖5所示，質(zhì)量均為m的小球A、B、C,用兩條長為L的細繩相連。置于高為h的光滑水平桌面上L>h，開始A球剛跨過桌邊。若A、B相繼

9、下落后均不反彈，則C球離開桌邊的速度的大小是。分析：在A、B相繼落地過程中，繩子的拉力是變力，且分別對三個小球做可通過三步進行分析：一是抓住過程的關(guān)鍵狀態(tài)，弄清位置變化的幾何關(guān)系,畫出示意圖，本題圖如圖5,圖6。二是選出被研究系統(tǒng)及其運動過程，若只有重力和彈力作用，則系統(tǒng)機械能守恒。本題選三個球及地球組成系統(tǒng)，只有重力做功，系統(tǒng)機械能守恒。三.確定零勢能點，此題選地較為簡單。四.正確分析系統(tǒng)始、末態(tài)的機械能，列出守恒方程。設(shè)A球著地時速度為vi,如圖6,B球著地時速度為V2，如圖7所示，從A球開始釋放到A球著地過程中，A、B、C三小球與地組成的系統(tǒng)中，A球減少的勢能等于系統(tǒng)增加的動能，即mgh

10、=2(3m)vi2二vi2=2gh/3B、C球以vi為初速到B球著地過程中，對B、C球與地組成的系統(tǒng)，系統(tǒng)機械能守恒其初態(tài)：I2I2Eg=(2m)viEp.=2mgh其末態(tài)Ek.=(2m)v2=mgh即:第五章機械振動和機械波本章考查重點是：一.簡諧振動；二.單擺的振動周期；三.波的圖象。一. 簡諧振動1. 回復力：簡諧振動的定義式：F=kx中k為比例常數(shù)，x是以平衡位置為起點的位移，因此，簡諧振動的回復力的特征是：大小與位移成正比、方向與位移相反，指向平衡位置。2. 回復力可能是由一個物體提供，也可能是多個物體提供，并且不一定只是彈力提供回復力，其它力也可能提供物體做簡諧振動的回復力。3.

11、簡諧振動運動的特征：簡諧振動的位移隨時間做周期性變化、振動圖象。其速度和加速度也隨時間作周期性變化。4. 表示簡諧振動的物理量：(1) 振幅(A):表示振動的幅度和能量的物理量，即振動物體離開平衡位置的最大距離。(2) 周期(T)和頻率：表示振動快慢的物理量。5. 簡諧振動的能量：簡諧振動是理想化的振動，認為阻力為0的等幅振動，由于不受阻力，振動之初外界提供給振動系統(tǒng)的機械能守恒，據(jù)動能量的大小與振幅有關(guān)，振幅越大，振動能量越大。6. 簡諧振動的圖象：它是描述簡諧振動的一種數(shù)字方法，它表示了同一振動質(zhì)點在不同時刻的位移，是一條正弦或余弦曲線。從圖象中可求出振幅，周期和頻率。例：一質(zhì)點作簡諧振動

12、，其位移(x)與時間(t)的關(guān)系如圖上所示，由圖可知，在t=4秒時，質(zhì)點的（）1速度為正最大，加速度為零；2. 速度為負最大，加速度為零；3. 速度為零，加速度為正最大；4. 速度為零，加速度為負最大；分析：本題主要考查學生對簡諧振動圖象的理解程度和運用能力。由圖上可看出，當在4秒時，振動質(zhì)點在最大位移，因為回復力與位移成正比，方向相反，故加速度為負的最大。又因此時刻勢能最大，動能為零，速度為零。因為（4）為正確。二. 單擺的振動周i. 單擺振動周期”=2胡|成立的條件：（1）擺線的伸長和質(zhì)量小到忽略不計,擺球的直徑遠小于擺線的長度。2. 單擺的周期只與g、I有關(guān)，與擺球質(zhì)量、振幅等其它因素無

13、關(guān)。在同一地點（g相同），不同擺長的單擺周期與擺長平方根成正比。同一單擺，在不同的地方的周期與該地重力加速度的平方根成反比。例：有一掛鐘，其擺錘的振動可看成單擺，在正常運動時，擺動周期為2秒，現(xiàn)因調(diào)不當使該鐘每天快3分，試求其擺長比正常擺長短了多少？解：鐘走快，即為鐘擺的振動頻率大，設(shè)鐘擺n次秒鐘走一個格。準確的鐘T=2兀g-L=(d2g=(-)2g=(-)2g'2兀2兀f2兀NL2N1,86400o/-(-一（一已知T=2秒的擺叫秒擺，其擺長為L1N2865801晝夜擺動Ni=24X3600n=864OOn次，現(xiàn)在鐘一晝夜快3分鐘，所以一晝夜擺動次數(shù)為：2=（86400+180）n因

14、為因此1米?？汕蟪鯨2=0.59（厘米）得到L1L2=0.41（厘米）所以走得快的鐘的擺長比準確鐘的擺長短了0.41厘米三波的圖象1波的圖象與振動圖象的比較研究對象坐標圖象的物理意義可直接讀出的物理量振動圖象某質(zhì)點縱坐標：質(zhì)點位移橫坐標：時間某質(zhì)點在各個時刻的位移。振幅、同期、某時刻質(zhì)點的位移波的圖象介質(zhì)中各質(zhì)占八、縱坐標：質(zhì)點位移橫坐標：波傳播的位移某時刻，介質(zhì)中各質(zhì)點的位移振幅、波長、波傳播的位移及傳播方向2求解有關(guān)波的圖象問題，要從波的概念出發(fā)，考慮某時刻的波形圖、質(zhì)點的振動方向、波的傳播方向及三者間的相互影響和制約關(guān)系，以及質(zhì)點振動的周期性帶來波形圖的重復性，從而確定解答的單一性和多解

15、性。例:如圖9所示，為一列沿x軸正方向傳播的機械橫波在某時刻的圖象，從圖上可看1囹10出這列橫波的振幅是米，波長是米，P點處質(zhì)點在此時刻的運動方向分析：從波形圖上可直接讀出振幅為0.04米，波長為2米，判斷P點處質(zhì)點在此時刻的運動方向可用“波形推移法”畫出下時刻的波形圖求解。如圖10所示，虛線為向前推進的波形圖，可看出P點向上運動。圖/0國V例：如圖11所示，a、b是水平繩上的兩點，相距42厘米，一列正弦波沿繩傳播，方向從a到b，每當a點經(jīng)過平衡位置向上運動時，b點正好到達上方最大位移處，此波的波長可能是：1.168厘米2.184厘米3.56厘米4.24厘米分析：先據(jù)題意判斷ab長與波長的關(guān)系

16、。a點在平衡位置且向上振動，b點在正最大位移，通過分析可看出Sab為（n+-4pJ（n=1、2、3）Sab/42/3=丿3（k+?。?4/4當k=0時最大入=56厘米當k=1入=24厘米第六章分子動理論熱和功本章重點：一.阿伏伽德羅常數(shù)；二.分子間相互作用力；三.能的轉(zhuǎn)化和守恒定律一. 阿伏伽德羅常數(shù)起著溝通宏觀量和微觀量之間的橋梁作用。描述分子性質(zhì)的物理量為微觀量，如分子體積V分，分子直徑d,分子間距r，分子質(zhì)量m等。而物質(zhì)密度p，物質(zhì)的質(zhì)量M，物質(zhì)的摩爾體積V摩等都是宏觀量。它們之間的關(guān)系：mo=M/NA，體積V，中的分子數(shù)n=V爪%，質(zhì)量m，千克中分子個數(shù)為n=mN/M例：以下哪組物理量

17、可求出阿伏伽德羅常數(shù)（）1. 水的密度和水分子體積；2.水的摩爾質(zhì)量和水分子的體積；3. 水分子的體積和水分子的質(zhì)量；4.水分子的質(zhì)量和水的摩爾質(zhì)量；分析：從1可表示邛只能計算一個分子的質(zhì)量從2可看出無法表示任何量從3可看出|m=只能計算出水分子的密度只有4可算出阿伏伽德羅常數(shù)=Na|二. 分子間的相互作用力分子間存在著相互作用的引力和斥力，實際表現(xiàn)出的分子力是引力和斥力的合力。注意理解：（1）f引與f斥都與分子間距離r有關(guān)，它們都隨r的減小而增大，又隨r的增大而減小，不過f斥變化要比f引更顯著。故在=0（10_10米）時，分子力F=0;rvro,F顯斥力；r>r0，F(xiàn)顯引力。（2）當r

18、>10r0時，F(xiàn)0。（3）不僅同類分子間有相互作用力，不同物質(zhì)的分子間也有相互作用力。例：用r表示兩個分子間的距離，Ep表示兩個分子相互作用的勢能，當r=r°時兩分子間斥力等于引力，設(shè)兩分子間距很遠時Ep=0則：（）1. 當rnvrv10r0時，Ep隨r的增大而增加；2.當rvr0時，Ep隨r減小而增加；3.當r=r0時Ep最小；4.當r=r0時，Ep=0分析：由分子力和分了勢能變化規(guī)律可知，當r>r0時，分子間的引力大于斥力，分子間互相吸引，r增大，分子克服引力做功，Ep增加。因此1是對的。當rvr0時，分子間引力小于斥力，分子互相排斥，r減小，分子克服斥力做功，Ep也

19、要增加。因此2也是正確的。因為分子勢能的大小是相對的，選取分子間距很遠時Ep=0,則r=r0時Ep最小且為負值，所以3也是正確的，只是4是錯的。三. 能的轉(zhuǎn)換和守恒定律。1. 物體的內(nèi)能：物體中所有分子熱運動的分子動能和分子勢能的總和。物體內(nèi)能的大小由物體的物質(zhì)種類、物體的質(zhì)量、溫度、體積、物態(tài)決定。理想氣體不考慮分子勢能、溫度升高，內(nèi)能增大，反之，內(nèi)能減小。2. 熱和功能的轉(zhuǎn)化和守恒定律：做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式。做功是其它形式能和內(nèi)能間的轉(zhuǎn)化；熱傳遞是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。熱量是熱傳遞過程中內(nèi)能改變的量度。各種形式的能都可相互轉(zhuǎn)化，而且總能量不變。例：關(guān)于物體內(nèi)能及其變化，下列說法

20、中正確的是：1. 物體溫度改變時，其內(nèi)能必定改變；2. 物體對外做功，其內(nèi)能不一定改變；向物體傳遞熱量，其內(nèi)能也不一定改變；3. 對物體做功，其內(nèi)能必定改變；物體向外傳出一定熱量，其內(nèi)能也必定改變；4. 若物體與外界不發(fā)生熱交換，則物體的內(nèi)能必定不改變。分析：物體的內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子動能和勢能的和。物體溫度改變，分子動能改變，若不知分子勢能的變化情況，則不能確定內(nèi)能是否改變，因此1是錯的。雖然做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能，但在只知道做功或熱傳遞的情況下，是不能確定物體內(nèi)能是否改變的，所以2是正確的。3、4也是錯的。第七章氣體的性質(zhì)本章重點：一.氣體的狀態(tài)參量；二.理想氣體狀態(tài)方程。一.氣體

21、的狀態(tài)參量：研究氣體的狀態(tài)參量是學習和運用氣體定律和狀態(tài)方程的基礎(chǔ)，其中氣體壓強的計算是個重點。關(guān)于氣體的壓強問題常見的情況有以下兩種：1.被一段液柱或活塞封閉的氣體的壓強：這種情況可通過分析液柱或活塞的受力情況根據(jù)運動狀態(tài)，結(jié)合牛頓定律求氣體的壓強。例：如圖12四根粗細均勻的玻璃管a、b、c、d一端封閉，管內(nèi)各用長為h的水銀柱封閉一定質(zhì)量的氣體，其中a、b靜止，c管做自由落體運動，d管以加速度a豎直向上做勻加速直線運動，設(shè)外界大氣壓或為Po,水銀密度為p，重力加速度為g，根據(jù)它們運動的情況，確定玻璃內(nèi)被封閉氣體的壓強。分析：a.玻璃管開口向上，大氣壓強向下做用在水銀柱上，二|Pa=P)+hP

22、gb.玻璃管開口向下，大氣壓強向上做用在水銀柱上仁二Po-hPg|c.自由下落，水銀柱失重，Pc=Po2.U形管內(nèi)被封閉氣體的壓強：依據(jù)連通器原理，U形管內(nèi)處于同一水平面上的兩點，如其上方或下方充滿同種液體，則這兩點的壓強相等。例：如圖13中，U型管內(nèi)均用水銀柱封住一定質(zhì)量的氣體，若大氣壓強為Po,水銀密度為p，重力加速度為g，則ab、c三個U型管內(nèi)被封氣體的壓強分別為：Pa=PbPc。分析：a.左管水銀受大氣壓Po的作用，且水銀柱左比右高h0:Pa=Po+Pghb. 右管開口受大氣壓Po的作用，水銀柱對左產(chǎn)生壓力。Pb二喬Pghc. 大氣壓作用在容器水銀面上，根據(jù)壓強傳遞原理，傳入管內(nèi)，兩管

23、水銀高度差為h，所以該氣體壓強為Pc=Pogho二.氣態(tài)方程一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)I變化到狀態(tài)U的過程遵循的規(guī)律是氣態(tài)方程：學=學當T不變，即等溫變化：則PiVi=P2V2這就是玻意耳定律。當V不T1T2變，即等容變化，貝則¥=計這就是查理定律。當p不變，即等壓變化，貝則*這是蓋呂薩克定律。在應(yīng)用氣態(tài)方程解題時，應(yīng)注意以下問題：1. 審明題意之后，應(yīng)明確要討論的是哪一部分的氣體，先明確研究對象。2. 根據(jù)題意確定始末狀態(tài)，弄清在Pi、Vi、Ti,P2、V2、T2這六個物理量中哪些是已知，哪些是未知。3. 列出氣態(tài)方程式，求解。4. 在計算過程中各物理量的單位要統(tǒng)一，特別是壓強單位的

24、換算，要熟練。nt5. 在開口容器或有活塞的容器中，當達到穩(wěn)定狀態(tài)時，氣體的壓強總等于該地區(qū)的大氣壓。6. 氣體壓強的判斷是解題的難點，解題時要特別注意。例：如圖I4所示，兩端封閉，粗細均勻的玻璃管堅直放置，管內(nèi)的空氣柱被一段水銀柱隔成兩部分，下部氣柱長為Li,上部氣柱長為L2，處于平衡狀態(tài)且溫度相等?，F(xiàn)將兩部分空氣的溫度都升高20C，忽略水銀柱和管的膨脹，貝U水銀柱將（）I.向上移動；2.向下移動3. 不動；4.條件不夠，無法確定。分析：先假設(shè)水銀柱不動，用查理定律求得兩氣柱壓強增量Pi和P2,進而比較壓強增量的大小，若Pi=AP2,則水銀柱就不動。當Pi>P2,則水銀柱向上移動。PivAP2,則水銀柱向下移動。對L2氣柱進行研究P2'F2